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[探索] 宇宙中的星球为何都是圆的？是什么力量导致的？

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我的女孩prince 发表于 2022-8-16 18:53:43 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
在宇宙，有无数各种各样的天体。奇怪的是，不论是恒星还是行星，再或者是一些卫星，都是球形的。很多人都问过我：为什么这些星球都是球形的呢？到底是什么力量导致的呢？
宇宙中的星球为何都是圆的？是什么力量导致的？ 第1张图片

其实，星球呈球形的原理，和地球上的水流动的原理是一样的。为什么自然界的水都是从高往低流的？为什么你不会在自然界看到江河湖海出现高低错落的稳定形状呢？答案很简单，那就是它们受到了地心引力的作用，就会往地势低的地方流动。
这里所说的"高"和"低"，其实都是相对的概念。地球是球形的，哪里有绝对的高和低呢？所谓的低，其实就是更靠近地球质心的位置，也就是离地心更近的地方。
水是如此，固体也一样。别看岩石非常坚固，但是在天体尺度上看，它们同样可以“流动”。比如山体滑坡、比如碎石坠落，其实都是固体的岩石以自己的方式“流动”。它们落在了地面上，和原本在山上相比，就更靠近地心了。
宇宙中的星球为何都是圆的？是什么力量导致的？ 第2张图片

这是小规模的变化，还有大规模的变化，那就是地震。在地震发生时，会有更多山体发生破裂，更多的石头落下来。类似的还有火山等地质活动，都能产生相同的效果。一两次地质活动导致的变化和整个星球相比微不足道，但时间足够长的话，就会让一个天体越来越接近球形了。
有的时候，仅仅一次地质活动，就能产生比较明显的效果。比如2011年日本的大地震，甚至让地球自转速度加快了1.8微秒！这就是因为地震导致地球更接近球形，自转的力臂减小，角动量不变，所以角速度加快了。
宇宙中的星球为何都是圆的？是什么力量导致的？ 第3张图片

这还是像地球这样的固体星球，如果是木星、太阳这样的气体星球，由于“流动性”更大，表面也就更加“光滑”了。
但对于它们来说，还有另外一个情况。尽管流动性大让它们更加光滑，但外形也更容易产生变化。虽然它们的局部像水一样不会产生固体这种有棱有角的高低结构，但其整体还是可能出现变形的。
以木星为例，它是太阳系自转速度最快的行星，只需要9小时55分30秒就能完成一次自转。由于赤道最大，再加上气体行星比较蓬松，所以木星的外形非常扁。其赤道半径为71492公里，极半径为66900千米，前者是后者的1.069倍。
宇宙中的星球为何都是圆的？是什么力量导致的？ 第4张图片

土星和木星一样，都是高速自转的气体行星。虽然自转速度比木星慢一些（10时33分38秒），但土星密度比木星更低，所以也更扁。它的赤道半径为60268公里，极半径为54364公里，前者是后者的1.109倍。
土星的形状夸张吗？还有比它更夸张的天体。
宇宙中的星球为何都是圆的？是什么力量导致的？ 第5张图片

在距离我们大约1800光年的位置上，有一颗名叫WASP-103b的系外行星。它也是一颗巨大的气体行星，甚至比木星还大，质量是木星的1.5倍左右。
它还有一个特点，那就是距离宿主恒星WASP-103非常近，不到日地距离的2%（约300万公里）。因此，它的表面温度也相当惊人，达到了2508K。我们知道，气体是会热胀冷缩的，所以它比木星还要更加蓬松。再加上宿主恒星巨大的引力，它硬生生被拉成了橄榄球的形状！
宇宙中的星球为何都是圆的？是什么力量导致的？ 第6张图片

总而言之，宇宙天体的外形不仅和它自身的属性有关，还要看它是否受到其他天体的影响。只不过大部分天体都距离其他天体比较远，所以通常都是“自己说了算”的。
其实，即便是固体的，地球也会因为自转呈现出椭球状。地球的赤道半径为6378.137公里，极半径为6356.752公里，虽然没有木星和土星那么夸张，但还是非常接近正球体的。
别看地球表面有高山盆地，在咱们人类看来高低起伏，不过就算是最高的珠穆朗玛峰（8848.86米）还是最深的马里亚纳海沟（11034米），跟12756公里的地球平均直径相比都不值一提。如果地球有苹果这么大，珠峰的高度也就和苹果皮差不多，约等于没有。即便如此，我们也不能说地球是正球体。
宇宙中的星球为何都是圆的？是什么力量导致的？ 第7张图片

照这么看来，说宇宙天体也并非全都是球形的。
而且，只有质量比较大的天体，才有形成球形的基础。如果质量比较小，引力也就非常微弱，是不足以形成球形的，我们不会看到路边的一块石头在引力的作用下变成球形。
所以说，“一块岩石”的质量能不能达到使其变成球形的程度，应该是有一个分界线的。这在天文学上有一个术语，叫“自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状”或者是“达到流体静力平衡形状”。
宇宙中的星球为何都是圆的？是什么力量导致的？ 第8张图片

在太阳系内，这也成为了区分天体的标准。任何达不到这个标准的天体，都被统一称为小行星。达到这个标准的，则被称为矮行星或者行星。像冥王星，就是达到了这个标准，但没有达到下一个标准，所以被归类为矮行星。
太阳系内最小的矮行星叫谷神星，直径只有大约950公里，比它小的都是小行星。其实在刚被发现的时候，谷神星也一直被归类为小行星，直到矮行星概念出现后，它才因为外形呈球体而晋级为矮行星的。
宇宙中的星球为何都是圆的？是什么力量导致的？ 第9张图片

在太阳系中，也有比谷神星小的小行星也呈球体，比如智神星等。但是，由于小行星和矮行星之间没有明确的数据上的界限，所以这些小行星能否晋级的问题一直悬而未决。
至于比它们更小的天体，外形就千奇百怪了，比如日本探测器采集样本的小行星龙宫
宇宙中的星球为何都是圆的？是什么力量导致的？ 第10张图片

1993年被伽利略探测器近距离拜访过的小行星Ida
宇宙中的星球为何都是圆的？是什么力量导致的？ 第11张图片

更夸张的还有从其他恒星周围穿越茫茫宇宙抵达太阳系的星际天体奥陌陌
宇宙中的星球为何都是圆的？是什么力量导致的？ 第12张图片

总之，宇宙中的天体并不是全都呈球形，甚至可以说没有绝对的正球形天体。至于它们在表面上能不能达到接近球形的程度，就要看它的体型够不够大了。


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标签：日本奇怪的球形的为什么流动的
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精彩评论18

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沙发
清如茶香 发表于 2022-8-16 23:59:41 | 只看该作者
 
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板凳
yc_lizhao 发表于 2022-8-17 06:22:40 | 只看该作者
 
在星球在形成的初期，主要是靠自身的旋转即围绕核心的自转形成的（向心力），就像台风形成的过程一样，关于地心引力对球形的影响，从宏观上讲，如果是气态星球基本没有影响，固态星球相对稳定影响也不大（喜马拉雅不会因为地心引力而消失）。至于星球是不是正圆，这要看星球形成的初始状态和你观察的尺度，近看肯定都不是正圆的，足够远的距离都是圆的。再者，星球的运行轨道，在自身的质量与万有引力的作用下，是椭圆形也不是正圆的。绝对圆是不存在的。
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地板
晁宏朗 发表于 2022-8-17 09:54:10 | 只看该作者
 
奥陌陌是探索太阳系的外星体飞船
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5#
Caisu 发表于 2022-8-17 11:04:30 | 只看该作者
 
所有物体都会趋向稳定，没有比球形更稳定的形态了。如果有，请列举！
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6#
970767606 发表于 2022-8-17 12:42:20 | 只看该作者
 
所有物体相同体积力求表面积最小
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7#
6468360 发表于 2022-8-17 13:27:44 | 只看该作者
 
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8#
平湖秋月e 发表于 2022-8-17 15:56:17 | 只看该作者
 
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9#
优雅痞子King 发表于 2022-8-17 18:11:18 | 只看该作者
 
磨秃噜皮了
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10#
神童 发表于 2022-8-17 20:36:46 | 只看该作者
 
一句话球形是根据宇宙形成的
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